磁铁调节式排气支管面积控制系统 |
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| 申请号 | CN201710504348.8 | 申请日 | 2017-06-27 | 公开(公告)号 | CN107387231A | 公开(公告)日 | 2017-11-24 |
| 申请人 | 中船重工(上海)新能源有限公司; | 发明人 | 梁鹏飞; 王凯; 商艳飞; 范颖伟; | ||||
| 摘要 | 一种属于 内燃机 技术领域的磁 铁 调节式排气支管面积控制系统，包括旋 转轮 、控制体、拉伸轴、拉伸杆、移动体、 弹簧 、 磁铁 、镶嵌槽、旋 转轴 ，移动体布置在控制体上部，移动体顶部通过第一弹簧与控制体的顶部壁面相连接，第一磁铁与移动体底部固结在一起，镶嵌槽阵列式布置在控制体内的 旋转轴 上，第二磁铁布置在镶嵌槽内，第二磁铁的内 侧壁 面通过第二弹簧与旋转轴相连接，第一磁铁、第二磁铁的同极相对。在本 发明 中，当 发动机 在低速工况运行时排气支管的缩口较小，在高速工况运行时排气支管的缩口较大。本发明设计合理，结构简单，适用于 涡轮 进口有一个且涡轮侧置的涡轮 增压 系统。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种磁铁调节式排气支管面积控制系统，包括压气机进气管(1)、压气机(2)、发动机进气管(3)、发动机(4)、排气支管(5)、排气总管(6)、涡轮(7)，压气机进气管(1)的出气口与压气机(2)的进气口相连接，发动机进气管(3)的两端分别与压气机(2)、发动机(4)相连接，排气支管(5)的两端分别与发动机(4)、排气总管(6)相连接，排气总管(6)的出气口与涡轮(7)的进气口相连接，其特征在于，还包括固定座(8)、回位弹簧(9)、皮带(10)、控制体(11)、拉伸轴(12)、拉伸杆(13)、第一弹簧(14)、移动体(15)、第二弹簧(16)、第一磁铁(17)、第二磁铁(18)、镶嵌槽(19)、旋转轴(20)、第一旋转轮(21)、控制轴(22)、第二旋转轮(23)、拉绳(24)、调节轴(25)、链条(26)、调节板(27)，皮带(10)缠绕在第一旋转轮(21)的外部，回位弹簧(9)的两端分别与固定座(8)、皮带(10)的一端连接在一起，拉绳(24)的一端与皮带(10)的另一端相连接，拉绳(24)的另一端绕过第二旋转轮(23)后与拉伸杆(13)的下端连接在一起，控制轴(22)与第一旋转轮(21)固结在一起，控制轴(22)和第一旋转轮(21)的轴线重合，调节轴(25)镶嵌在排气支管(5)的侧壁上，调节板(27)布置在排气支管(5)内并与调节轴(25)固结在一起，调节轴(25)与控制轴(22)通过链条(26)相连接；控制体(11)的上部为长方体结构，控制体(11)的下部为圆柱状结构，移动体(15)布置在控制体(11)的上部，移动体(15)的顶部通过第一弹簧(14)与控制体(11)的顶部壁面相连接，第一磁铁(17)与移动体(15)的底部固结在一起，旋转轴(20)的一端与发动机(4)的曲轴相连接，旋转轴(20)的另一端穿过控制体(11)的下部前壁面后镶嵌在下部后壁面上，镶嵌槽(19)阵列式布置在控制体(11)内的旋转轴(20)上，第二磁铁(18)布置在镶嵌槽(19)内，第二磁铁(18)的内侧壁面通过第二弹簧(16)与旋转轴(20)相连接，第一磁铁(17)、第二磁铁(18)的同极相对，拉伸轴(12)的一端与移动体(15)相连接，拉伸轴(12)的另一端与拉伸杆(13)的上端相连接。 |
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| 说明书全文 | 磁铁调节式排气支管面积控制系统技术领域背景技术[0002] 随着社会的发展和环保要求的提高，发动机增压技术的应用越来越广泛，中大功率 的发动机大都采用涡轮增压技术，以提高功率和降低燃油消耗率。涡轮增压系统的两种 基本型式为定压增压系统和脉冲增压系统。定压增压系统，各缸共用一根容积较大的排 气管，排气管系结构比较简单，排气管内压力基本上保持恒定，压力大小仅与发动机的 负荷和转速有关，不同缸数柴油机的增压系统可以进行统一设计。定压增压系统在高速 工况时，泵气损失较小，涡轮效率较高，性能较优；但是在低速工况时，不能充分利用 排气脉冲能量。脉冲增压系统，依据各缸发火顺序，将排气不发生干扰的两个气缸或三 个气缸和同一根排气管相连接，排气管系管径较小，排气脉冲能量可以充分利用，低速 工况和瞬态工况性能较好；但是在高速工况时，泵气损失较大。由此可见，如果一台发 动机的排气管容积可以随着工况的变换而变化，高速工况时使排气管容积变大，低速工 况时使排气管容积变小，这是较为理想的。在排气管容积不变的前提下，通过改变排气 支管的出口面积，也可以实现发动机高低转速工况的兼顾。在低速工况排气支管出口面 积变小，涡轮前可用能较多；在高速工况排气支管出口面积变大，泵气损失较小，这也 是较为理想的。 [0003] 经过对现有技术文献的检索发现，中国专利号ZL201020532937.0，专利名称：排气 管出口面积可变的涡轮增压装置，该专利技术提供了一种排气管出口面积连续可变的装 置，能较好地兼顾发动机的高低转速工况；但是其排气管出口面积的变化是通过旋转把 手的旋转来实现的，这就需要增加一套专门的控制机构来控制旋转把手的旋转，从而使 增压系统结构变的比较复杂。 发明内容[0004] 本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种排气支管缩口率可变系统，使其排气 支管出口面积可以自我调节，较好地兼顾发动机的高低转速工况，而且结构简单，不需 要专门的控制机构。 [0005] 本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括压气机进气管、压气机、发动机 进气管、发动机、排气支管、排气总管、涡轮、固定座、回位弹、皮带、控制体、拉伸 轴、拉伸杆、第一弹簧、移动体、第二弹簧、第一磁铁、第二磁铁、镶嵌槽、旋转轴、 第一旋转轮、控制轴、第二旋转轮、拉绳、调节轴、链条、调节板，压气机进气管的 出气口与压气机的进气口相连接，发动机进气管的两端分别与压气机、发动机相连接， 排气支管的两端分别与发动机、排气总管相连接，排气总管的出气口与涡轮的进气口相 连接，皮带缠绕在第一旋转轮的外部，回位弹簧的两端分别与固定座、皮带的一端连接 在一起，拉绳的一端与皮带的另一端相连接，拉绳的另一端绕过第二旋转轮后与拉伸杆 的下端连接在一起，控制轴与第一旋转轮固结在一起，控制轴和第一旋转轮的轴线重合， 调节轴镶嵌在排气支管的侧壁上，调节板布置在排气支管内并与调节轴固结在一起，调 节轴与控制轴通过链条相连接；控制体的上部为长方体结构，控制体的下部为圆柱状结 构，移动体布置在控制体的上部，移动体的顶部通过第一弹簧与控制体的顶部壁面相连 接，第一磁铁与移动体的底部固结在一起，旋转轴的一端与发动机的曲轴相连接，旋转 轴的另一端穿过控制体的下部前壁面后镶嵌在下部后壁面上，镶嵌槽阵列式布置在控制 体内的旋转轴上，第二磁铁布置在镶嵌槽内，第二磁铁的内侧壁面通过第二弹簧与旋转 轴相连接，第一磁铁、第二磁铁的同极相对，拉伸轴的一端与移动体相连接，拉伸轴的 另一端与拉伸杆的上端相连接。 [0007] 图1为本发明的结构示意图； [0008] 图2为图1的局部放大图； [0009] 图3为图1中A-A剖面的结构示意图； [0010] 图4为图1中B-B剖面的结构示意图； [0011] 图5为本发明中调节轴与控制轴的连接示意图； [0012] 图6为本发明中控制体的剖面图； [0013] 图7为图6中C-C剖面的结构示意图； [0014] 附图中的标号分别为：1、压气机进气管，2、压气机，3、发动机进气管，4、发动 机，5、排气支管，6、排气总管，7、涡轮，8、固定座，9、回位弹簧，10、皮带，11、 控制体，12、拉伸轴，13、拉伸杆，14、第一弹簧，15、移动体，16、第二弹簧，17、 第一磁铁，18、第二磁铁，19、镶嵌槽，20、旋转轴，21、第一旋转轮，22、控制轴，23、第二旋转轮，24、拉绳，25、调节轴，26、链条，27、调节板。 具体实施方式[0015] 下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提， 给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。 [0016] 实施例 [0017] 本发明的实施例如图1至图7所示，本发明包括压气机进气管1、压气机2、发动 机进气管3、发动机4、排气支管5、排气总管6、涡轮7、固定座8、回位弹簧9、皮带 10、控制体11、拉伸轴12、拉伸杆13、第一弹簧14、移动体15、第二弹簧16、第一 磁铁17、第二磁铁18、镶嵌槽19、旋转轴20、第一旋转轮21、控制轴22、第二旋转 轮23、拉绳24、调节轴25、链条26、调节板27，压气机进气管1的出气口与压气机 2的进气口相连接，发动机进气管3的两端分别与压气机2、发动机4相连接，排气支 管5的两端分别与发动机4、排气总管6相连接，排气总管6的出气口与涡轮7的进气 口相连接，皮带10缠绕在第一旋转轮21的外部，回位弹簧9的两端分别与固定座8、 皮带10的一端连接在一起，拉绳24的一端与皮带10的另一端相连接，拉绳24的另一 端绕过第二旋转轮23后与拉伸杆13的下端连接在一起，控制轴22与第一旋转轮 21固 结在一起，控制轴22和第一旋转轮21的轴线重合，调节轴25镶嵌在排气支管5的侧 壁上，调节板27布置在排气支管5内并与调节轴25固结在一起，调节轴25与控制轴 22通过链条26相连接；控制体11的上部为长方体结构，控制体11的下部为圆柱状结 构，移动体15布置在控制体11的上部，移动体15的顶部通过第一弹簧14与控制体11 的顶部壁面相连接，第一磁铁17与移动体15的底部固结在一起，旋转轴20的一端与 发动机4的曲轴相连接，旋转轴20的另一端穿过控制体11的下部前壁面后镶嵌在下部 后壁面上，镶嵌槽19阵列式布置在控制体11内的旋转轴20上，第二磁铁18布置在镶 嵌槽19内，第二磁铁18的内侧壁面通过第二弹簧16与旋转轴20相连接，第一磁铁17、 第二磁铁18的同极相对，拉伸轴12的一端与移动体15相连接，拉伸轴12的另一端与 拉伸杆13的上端相连接。 [0018] 在本发明的工作过程中，第一磁铁17、第二磁铁18的同极相对，当第一磁铁17 的底部为正极时，第二磁铁18的外部也为正极；当第一磁铁17的底部为负极时，第二 磁铁18的外部也为负极。当发动机4转速增大时，旋转轴20的转速也增大，布置在镶 嵌槽19内的第二磁铁18在旋转过程中离心力增大，第二磁铁18向外移动并拉伸第二 弹簧16；第二磁铁18向外移动时，第一磁铁17、第二磁铁18之间的间隙变小，磁场 力推动第一磁铁17、移动体15一起向上移动并压缩第一弹簧14，移动体15带动拉伸 轴12、拉伸杆13一起向上移动，从而使拉伸杆13带动第一旋转轮21、控制轴22、第 二旋转轮23、调节轴25、链条26、调节板27一起同步逆时针旋转，排气支管5的缩口 变大，发动机泵气损失较小。发动机4转速降低时，旋转轴20的转速也降低，第二磁 铁18受到的离心力较小，在第一弹簧14、第二弹簧16的作用下，移动体15带动拉伸 轴12、拉伸杆13一起向下移动，从而使第一旋转轮21、控制轴22、第二旋转轮23、 调节轴25、链条26、调节板27一起同步顺时针旋转，排气支管5的缩口变小，排气脉 冲能量可以充分利用。 |
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